Silniki R5 i nie tylko, czyli o historii pięciu cylindrów pod maską

Ostatnio na Road & Track pojawił się dobry artykuł o historii pięciocylindrówek – ale, dla takiego fana tych silników jak ja, nie dość dobry. Brakowało mi tam pewnych ciekawostek i szerszego omówienia niektórych fragmentów. „Napisz lepszy!” wołacie? Proszę bardzo, oto on.

Słowem wstępu – skupię się tu na historii pięciocylindrowych silników stosowanych w samochodach osobowych, ewentualnie mniejszych użytkowych – wybaczcie motocykliści i wielbiciele Scanii. Będę za to opisywał zarówno jednostki aut seryjnych, jak i prototypy, ale nie będzie to mini-encyklopedia z każdym takim silnikiem po kolei, bo opis wszystkich pięciu serii diesli R5 Mercedesa brzmi jak świetna lektura do szybkiego zasypiania. Starałem się wybrać silniki w jakiś sposób ciekawe, ważne lub jedyne w swoim rodzaju. Zauważyliście, że jak dotąd prawie nie używałem oznaczenia R5? To dlatego, że…

Silniki R5 to nie jedyne możliwe pięć cylindrów w aucie

Ba, R5 nawet nie były pierwsze. Nie, nie mam tu na myśli VR5 (choć do niego też wrócimy), tylko silniki gwiazdowe. „Co? Przecież to się stosuje w samolotach!” – i tu macie rację, choć niepełną. Pierwszym w historii pięciocylindrowym samochodem był bowiem amerykański Adams-Farwell Model 6 z 1906 r. (lub 1905 r., według niektórych źródeł), napędzany opcjonalnie gwiazdową piątką – drugą możliwością była podobna trójka. Właściwie nawet był to silnik rotacyjny – co oznacza, że cała „gwiazda” obracała się wokół nieruchomego wału korbowego. Poza tym, typowo dla silników radialnych, był on chłodzony powietrzem, w czym pomagał obracający się, użebrowany blok. Z około 8 l pojemności silnik uzyskiwał imponującą wówczas moc 40 KM. Nie jest znana liczba wyprodukowanych egzemplarzy, ale szczęśliwie jeden z nich przetrwał do dziś. W 1922 r. powstał również prototypowy North-Lucas z bardziej konwencjonalną, nieruchomą „gwiazdówką”. O nim jednak informacji jest znacznie mniej – poza tym, że silnik miał pojemność 1,5 l i podobno rozpędzał auto do około 55 mph (88 km/h).

Łatwiej wyczytać coś o pierwszym seryjnym samochodzie z R5

Była to ciężarowa Lancia 3Ro, model produkowany w latach 1938-1950 i będący rozwinięciem serii Ro z… nawet bardziej nietypowymi jednostkami z przeciwsobnymi tłokami. Napędzany był silnikami o pojemności 6,9 l, na początku dieslami, później również zasilanymi gazem ziemnym (w 1941 r.) lub benzyną (od 1943 r.). Co ciekawe, podobno silniki gazowe i benzynowe miały czterozaworowe głowice – 80 lat temu, w ciężarówce! Jak widać, eksperymentalny duch Lancii nie ograniczał się do modeli osobowych. Jednak to w nich, w latach 90., pojawiły się te lepiej znane rzędowe piątki Lancii, konstrukcje z modularnej rodziny Pratola Serra. Były dostępne jako benzynówki 2.0 i 2.4 oraz diesle 2.4 – najpierw TD, potem JTD. Diesle występowały również w Fiatach i Alfach Romeo, zaś silniki benzynowe poza Lanciami występowały w topowych wersjach kompaktowych Fiatów i efektownym Fiacie Coupe, gdzie osiągały nawet 220 KM. Co ciekawe, w Ameryce Południowej była dostępna Marea z silnikami 2.4 (160 KM) i 2.0 turbo (182 KM), w Europie niewystępującymi w tym modelu.

Równie wcześnie co Lancia z rzędowymi piątkami, ale w osobówkach, eksperymentował Ford. Prototypowy silnik miał pojemność poniżej 2,5 l i moc ok. 50-60 KM i miał napędzać nowy, mały (jak na amerykańskie realia) model planowany na czasy powojenne. Plany pokrzyżowała jednak sytuacja rynkowa, która w ocenie Forda nie uzasadniała stworzenia modelu pozycjonowanego poniżej dotychczasowych. Taki model nie mógł być zauważalnie tańszy dzięki mniejszemu rozmiarowi, a jednocześnie wyraźnie odróżniać się od podstawowych „fullsize’ów” i zapewnić odpowiedni zysk. Z tego względu mimo tak wczesnych eksperymentów produkcyjne silniki R5 pojawiły się w Fordzie dopiero w 2005 r. w Focusie ST, później też wersji RS i innych modelach – i były to jednostki 2.5 turbo pochodzące z Volvo, posiadanego wówczas przez Forda. Jednak później firma stworzyła też własną piątkę, tyle że wyłącznie do modeli użytkowych – był to bowiem diesel 3.2 Duratorq (lub, w Ameryce Północnej, Powerstroke). Poza stosowaniem do niedawna w użytkowych Fordach silnik ten napędzał też drugą generację Mazdy BT-50 (czyli właściwie Rangera w innym opakowaniu), brazylijską retro-terenówkę Troller T4 oraz… pociąg – a konkretnie brytyjski zespół trakcyjny Vivarail D-Train (przy czym miał on po 4 takie silniki).

Brytyjskie mogło też być pierwsze R5 w samochodzie osobowym

We wczesnych latach 60. Rover potrzebował nowego silnika, który mógłby zastąpić dotychczasowe trzylitrowe R6 z nietypowym rozrządem IOE (dolne zawory wydechowe, górne dolotowe), a jednocześnie byłby większą opcją w szykowanym do premiery Roverze P6. Nowy model dysponował już nowoczesnym, dwulitrowym R4 z rozrządem OHC, lecz zastępował Rovera P4 napędzanego rzędową szóstką, wobec czego opcja z większą liczbą cylindrów była niemal obowiązkowa.

Pierwszym pomysłem było przedłużenie R4 o dwa cylindry, jednak powstała w efekcie szóstka była zbyt długa i zbyt ciężka, przez co wymagałaby znacznych modyfikacji auta. Logicznym następstwem było więc przedłużenie tylko o jeden cylinder, w efekcie czego powstało R5 o pojemności 2,5 l i – sądząc po wyjściowym R4 – mocy prawdopodobnie ok. 125-140 KM. Problemy były dwa, z czego jeden – w mojej opinii – mało zrozumiały lub trochę przesadzony. Tym problemem było zasilanie za pomocą gaźników – według słów Charlesa Spencera Kinga, jednego z czołowych wówczas inżynierów Rovera, żeby R5 działało potrzebny był wtrysk, którego wtedy „nie było” (być może w Wielkiej Brytanii?), gdyż zasilanie gaźnikowe było kłopotliwe – cóż, znając angielską motoryzację, nie wątpię. Tym bardziej, że prototyp korzystał z aż trzech gaźników. Drugim, znacznie poważniejszym dla przyszłości R5 problemem (za to zbawieniem dla firmy) było zdobycie licencji na pewien względnie niewielki, amerykański silnik – dobrze znany jako Rover V8. Kompaktowa i lekka konstrukcja dysponowała pojemnością 3,5 l, co pozwalało zmieścić silnik w P6 i zastąpić starą szóstkę IOE, wobec czego eksperymenty z R5 zostały ostatecznie porzucone.

Nie był to jednak definitywny koniec R5 w Roverze, gdyż w latach 90. firma postanowiła zaprojektować nową, uniwersalną serię diesli, które spełniłyby nadchodzące normy emisji i mogły stanowić napęd zarówno Roverów, jak i terenowych Land i Range Roverów. Punktem wyjścia była dotychczasowa seria L, czyli dwulitrowe R4, ale plan zakładał stworzenie silników 2.0 R4, 2.5 R5 i 3.0 R6. Jednak zanim został zrealizowany, firma została przejęta przez BMW, które miało własne, nowoczesne silniki wysokoprężne. Rzędowa piątka uchowała się jako kompromis – podobno R6 z BMW nie mieściło się pod maskami Land Roverów Discovery i Defender, zaś R4 uznano za niewystarczające. Silnik ten oznaczony jako Td5 montowano tylko w tych dwóch modelach w latach 1998-2007. Oferował on 122-136 KM i 300-315 Nm – czyli podobną moc i tylko odrobinę większy moment obrotowy niż ówczesne M47 od BMW.

… ale ostatecznie było niemieckie – i klekoczące

I zaprojektował je Ferdinand Piëch. I nie, nie był to silnik Volkswagena czy Audi, tylko Mercedesa. Ferdinand Piëch prowadził biuro inżynieryjne w krótkim okresie między pracą w Porsche a karierą w Audi (i później Volkswagenie), i to właśnie biuro na zlecenie producenta ze Stuttgartu stworzyło legendarny wręcz silnik OM617. Trzeba przy tym uczciwie przyznać, że był on oparty na wcześniejszych projektach Mercedesa.

Silnik ten, wprowadzony w 1974 r., nie tylko był pierwszym R5 w produkcyjnym samochodzie osobowym, ale też kilka lat później stał się pierwszym turbodieslem w tej kategorii aut. Co może zdziwić nieobeznanych z historią, początkowo S-klasa z tym turbodieslem była dostępna wyłącznie w USA, co było podyktowane tamtejszymi normami zużycia paliwa. Ogólnie jednak OM617 napędzało większość oferty marki, oczywiście z wyjątkiem SL-a i cięższych modeli użytkowych. Silnik ten zbudował swoją legendę na wyjątkowej trwałości – a także związanej z nią podatności na tuning. Już sam producent zdawał sobie z tego sprawę, czego dowodem było użycie tej jednostki w wersjach wzmocnionych do nawet 230 KM w niesamowitym C111, w którym z jej pomocą pobite zostało 9 rekordów prędkości.

Jeszcze jedną ciekawostką z OM617 był pierwszy Mercedes AMG z dieslem. Co więcej, był to jedyny przednionapędowy Mercedes AMG. Tuner z Affalterbach zabrał się bowiem za… vana MB100. W ten sposób powstał wywodzący się pośrednio z lat 50. dostawczak z turbodieslem 3.0 R5 o mocy 126 KM. Nie brzmi jak AMG, prawda? Cóż, lepiej było w drugim dieslu z tym oznaczeniem – modelu C30 CDI AMG. Była to jedna z usportowionych wersji klasy C serii W203, oferowana zaledwie przez dwa lata (2003-2005) obok bardziej konwencjonalnych, benzynowych AMG. Za napęd służył silnik OM612 w wyjątkowej dla tego modelu, trzylitrowej wersji, produkującej 231 KM i dość imponujące 540 Nm. Na szczęście zapewniało to osiągi lepsze od wszystkich równoletnich W203 bez trzech magicznych liter, a mianowicie 6,8 s do setki i elektronicznie ograniczoną prędkość maksymalną na poziomie 250 km/h. W 2006 r. skończyła się historia R5 od Mercedesa.

Niewiele później R5 pojawiło się w chyba najbardziej kojarzonej z tymi silnikami marce – Volvo

Wiecie już, że Volvo używało pochodzących z VAG-a diesli, pięciocylindrowego 2.5 TDI i wcześniej rzędowej szóstki 2.4, ale czy wiedzieliście, że był jeszcze jeden? Cóż, pewnie tak, jeśli czytaliście artykuł Dawida o końcu diesla w Volvo. Na niektórych rynkach – głównie w Finlandii i we Włoszech – w latach 1979-1985 był dostępny mniejszy odpowiednik diesla 2.4, również niemieckiego pochodzenia – 2.0 R5 znane z Audi. Było to zarówno pierwsze R5 dostępne w Volvo, jak i jedyne stosowane z tylnym napędem.

No, ale dość o dieslach – w Volvo była jeszcze jedna ciekawostka w temacie R5, tym razem już w dobrze znanym Modularze. Otóż Volvo w połowie lat 90. stwierdziło, że ich 20-zaworowym silnikom przydadzą się prostsze i tańsze wersje 10-zaworowe. Już samo to może się wydawać nietypowe, bo pewnie każdy inny rozsądny producent użyłby w tej roli R4, ale cóż, Volvo było wtedy zakochane w układzie pięciocylindrowym. Prawdziwą niespodzianką jest raczej to, że nie zrobiono tego jak to zwykle bywa, odejmując jeden wałek i połowę zaworów z głowicy DOHC – nie, Volvo pozostawiło układ dwuwałkowy, tworząc prawdopodobnie najpóźniejszy nowy silnik z dwuzaworowym DOHC.

Różne wersje wspomnianego Modulara – i spokrewnionego z nim diesla 2.0/2.4 – napędzały znaczną część oferty Volvo przez niemal ćwierć wieku, wydatnie przyczyniając się do popularyzacji rzędowych piątek na drogach. Niektóre modele nawet nie miały innych silników! Niemal od samego początku udowadniały też, że samochód takiej statecznej i rozsądnej marki jak Volvo może być maszyną do produkcji emocji – wystarczy do tego magiczna litera „R” – choć zaczęło się bez niej, od modelu 850 T-5. W tej wypuszczonej w 1993 r. wersji przednionapędowa „cegła” była napędzana turbodoładowanymi silnikami 2.3 o mocy 226 KM, lub, na niektórych rynkach, 2.0 słabszym o 15 KM.

To był jednak dopiero początek – już w następnym roku pojawiła się specjalna edycja T-5R, oferująca (z silnikiem 2.3) 30-sekundowy overboost dodający 15 KM i 30 Nm. W odróżnieniu od T5 wyróżniała się też wizualnie, z prostymi lecz efektownymi 17-calowymi felgami „Titan” (17″ w klasie średniej efektowne – tak, to było tak dawno), zmienionym zderzakiem, spojlerem z tyłu (opcjonalnym w kombi) i charakterystycznym żółtym kolorem – choć były też bardziej stonowane czerń i zieleń.

Sukces tej odmiany przekonał Volvo, że nie warto rezygnować z koncepcji, dzięki czemu powstała dostępna od 1995 r. nielimitowana wersja 850 R, w przypadku przekładni manualnej wzmocniona do 250 KM, co dawało przyspieszenie do setki w zaledwie 6,7 s – wówczas wynik na poziomie np. podstawowego Porsche 911 z automatem czy BMW 750i.

Następcą 850 R (przemianowanego po drugim liftingu na S70/V70 R) zostały w 2003 r. S60 R i V70 R, oba napędzane najmocniejszym R5 dostępnym w seryjnych Volvo – 2,5-litrowym silnikiem oferującym kierowcy 300 KM i 400 Nm. Przy tej mocy Volvo uznało, że same przednie koła nie wystarczą do przeniesienia tego na asfalt i zastosowało napęd na obie osie. Dzięki tym zmianom czas przyspieszenia do 100 km/h skrócił się o sekundę, co w kwestii osiągów w linii prostej stawiało względnie niepozorne Volvo na poziomie modeli takich jak Porsche Boxster S, Audi S4 czy Alpina B3 – zaś BMW M3 i Mercedes C32/C55 AMG były tylko o pół sekundy szybsze. I choć późniejsze szybkie S60 korzystały już z silników R6, a następnie R4, to i tak powstały mocniejsze wersje szwedzkiej piątki – tyle że stosowane we wspomnianych wcześniej Fordach.

Zaczęło się w 2005 r. od Focusa ST drugiej generacji, gdzie silnik 2.5 wytwarzał dość umiarkowane 226 KM i 320 Nm, jednak 4 lata później pojawiła się wersja RS oferująca już 305 KM i 440 Nm. Szczytem była jednak limitowana do 500 egzemplarzy edycja RS500, w której silnik wzmocniono do aż 350 KM i 460 Nm. Z całą tą potęgą musiały sobie poradzić wyłącznie przednie koła – i radziły sobie nieźle, czego efektem było 5,6 s do setki. Prędkość maksymalna wynosiła 265 km/h. A skoro jesteśmy przy występowaniu tego R5 poza Volvo, to warto wspomnieć, że spokojniejsza odmiana tej jednostki – 2.4 o mocy 165 KM, oznaczane jako 2.5 – była stosowana w poliftingowym Renault Safrane, które stało się w ten sposób jedynym francuskim autem z R5.

Było też więcej niespodziewanych R5, i to nie tylko europejskich

Od europejskich jednak zacznę ze względów chronologicznych – były to diesle znanej i lubianej (hehe) firmy VM Motori. W 1983 r. ich 2,5-litrowy silnik o mocy 112 KM pojawił się w Alfie Romeo 6 – czyli 2.4 JTD niejako odwołuje się do tradycji marki. Ten sam silnik w słabszej o 13 KM wersji od 1987 r. napędzał też Toyotę Land Cruiser J70 na rynek włoski – i nie było to jedyne R5 w tym modelu, ale o tym za chwilę. Kończąc temat diesli VM – większy silnik o pojemności 3,1 l i mocy 140 KM był dostępny w latach 1999-2002 w Jeepie Grand Cherokee, zastąpiony później również dieslem R5, ale od Mercedesa. Wracając zaś do Japonii – Toyota miała również własnej konstrukcji diesla R5, 3,5-litrowy silnik o oznaczeniu 1PZ. Powstał przez skrócenie o cylinder jednostki 1HZ, był produkowany w latach 90., a stosowano go nie tylko w Land Cruiserze J70, ale też w minibusie Coaster. W podobnym czasie benzynowe R5 wprowadziła Honda – były to w pełni aluminiowe jednostki 2.0 i 2.5 oznaczane jako seria G i montowane w kilku modelach z wyższej półki przeznaczonych głównie na rynki japoński oraz amerykański. W Polsce prawdopodobnie najłatwiej (hehe^2) spotkać je jako 2.5 pod maską Acury Vigor bądź jej następcy, modelu TL.

W Ameryce z kolei nie skończyło się na eksperymentach Forda z 3.2 Powerstroke czy okazjonalnym importowaniu piątek Mercedesa. W 2002 r. GM wprowadziło nową, modularną rodzinę silników przeznaczonych do SUV-ów i pickupów, zaczynając od 4.2 R6. Co ciekawe, biorąc pod uwagę docelowe zastosowania, kraj i rok, były to jednostki w pełni aluminiowe oraz wyposażone w czterozaworowe głowice DOHC ze zmiennymi fazami rozrządu. W tym samym roku pojawiła się też wersja 3.5 R5, tyle że nie w produkcji, a w koncepcyjnym Chevrolecie Bel Air – silnik był turbodoładowany i zapewniał 315 KM oraz 427 Nm. W produkcji pojawił się dwa lata później, już pod maskami pickupów i bez doładowania, co obniżyło osiągi do 220 KM i 305 Nm. W 2006 r. pojawił się też w Hummerze H3, a rok później został powiększony do 3,7 litra, co dało dodatkowe 22 KM i 23 Nm. Jego produkcja zakończyła się w 2012 r.

Do dziś za to trwa historia piątek od VAG-a

Wraca tu postać Ferdinanda Piëcha, który najwyraźniej lubił silniki R5, bo niedługo po tym, jak trafił do Audi, marka ta wprowadziła taką właśnie jednostkę. W 1977 r. Audi 100 C2 otrzymało 136-konny motor 2.1 z mechanicznym wtryskiem K-jetronic. Co ciekawe, wbrew rozterkom inżynierów Rovera, Audi nie widziało problemu z gaźnikowym R5 i później stworzyło też i takie wersje. Jednak to dopiero zastosowanie turbodoładowanego 2.1 o mocy 200 KM w modelu quattro przysporzyło sławy piątkom Audi, a rajdowa odmiana tego auta, osiągająca nawet ponad 500 KM i startująca w legendarnej Grupie B, obrosła prawdziwym kultem. Niewątpliwie pomogły w tym niesamowite dźwięki wydawane przez wyczynowe R5 napędzające ten latający przez lasy pocisk. Przyznam, że kiedyś to właśnie dzięki Audi quattro dowiedziałem się o Grupie B.

Wracając na ziemię warto też wspomnieć, że od 1978 r. piątki występowały w Audi też jako diesle. Obie te serie silników (benzynowe i wysokoprężne) trafiły też w swoim czasie do Volkswagenów, a diesle również do Volvo. W 1997 r. Audi postanowiło zrezygnować z R5 na rzecz V6, lecz Volkswagen utrzymał ten układ m.in. w Transporterze oraz w modelach na rynek amerykański – za oceanem można było kupić Golfa czy Passata z benzynowym 2.5 R5 o mocy 170 KM jeszcze w 2014 r.

Volkswagen w międzyczasie stworzył też pewne kuriozum w postaci widlastego silnika pięciocylindrowego, powszechnie znanego jako VR5, mimo handlowego oznaczenia V5. Dlaczego? Po co? Chyba najlepszą odpowiedzią na te pytania jest „bo można”, gdyż szczerze wątpię, że użycie amerykańskiej piątki byłoby trudniejsze. Co więcej, w prawie każdym modelu, w którym ten silnik był stosowany, miał bezpośrednią wewnętrzną konkurencję ze strony dobrze znanego 1.8 turbo – a występował w Golfie IV, Borze, Passacie B5 i Seacie Toledo, i tylko w ostatnim 2.3 V5 i 1.8T nie konkurowały ze sobą. Cóż, może miało to niewiele sensu, ale przynajmniej ładnie brzmiało. Istniały dwie wersje tego produkowanego w latach 1997-2005 silnika, obie o pojemności 2,3 l – 10-zaworowa o mocy 150 KM i 20-zaworowa produkująca 170 KM. Powstał on przez skrócenie o jeden cylinder starszego i znacznie popularniejszego VR6. A żeby dziwności nie było za mało, to jednostki te były montowane zarówno w poprzek, jak i wzdłuż – w tym drugim przypadku wyłącznie w Passacie B5. Opracowanie tej wersji musiało się Volkswagenowi niesamowicie opłacić.

Ostatnim rozdziałem historii piątek w VAG-u – i niestety prawdopodobnie w motoryzacji w ogóle – jest powrót Audi do tego układu, i to z przytupem. W 2009 r. powstało pierwsze TT RS, w którym zastosowano po raz pierwszy silnik 2.5 TFSI, wówczas o mocy 340 KM i momencie obrotowym 450 Nm. Zastosowania tej jednostki ograniczały się początkowo do topowych wersji kompaktowych Audi – TT RS, RS3 i RS Q3 – jednak w 2021 r. dołączyła do nich limitowana (choć liberalnie, do 7000 sztuk) wersja VZ5 Cupry Formentor, gdzie dostępne jest 390 KM. W Audi silnik ten osiąga obecnie 400 KM, a nawet, w przypadku nowego RS 3 Performance Edition, 407 KM. W międzyczasie potężną piątkę zaczęła też wykorzystywać holenderska marka Donkervoort, produkująca ekstremalne roadstery zbliżone formą do lepiej znanych Caterhamów. Pierwszym modelem z 2.5 TFSI był produkowany od 2013 r. D8 GTO, który początkowo oferował 345 lub 380 KM, by pod koniec produkcji w 2022 r. osiągnąć aż 442 KM. Jeszcze potężniejszy jest jego następca, model F22 – aż 500 KM i 640 Nm w połączeniu z wagą zaledwie 750 kg zapewniają mu iście rakietowe osiągi – 2,5 s do 100 km/h i kolejne 5 s do 200 km/h.

Cóż, jeśli tak ma wyglądać pożegnanie R5, to lepszego chyba być nie mogło.